年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计_本科毕业设计(编辑修改稿)

年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计_本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

发达国家 约占轧钢 钢材 总产量 的 60%。 热轧板带钢 广泛用于船舶 、 锅炉 、 容器 、 汽车 、 航空 、 铁路车辆 、 桥梁 、 机械 制造、 建筑材料 、军事等方面，还用作 冷轧 板带、 焊接 钢管 、 冷弯型钢 的原料。 热轧板带钢的生产，从板坯装炉加热、粗 轧、精轧、带钢冷却、卷取成卷直至钢卷从 轧制线 输出，全部在连续生产线上进行。 钢卷收集在中间 仓库 堆存冷却。 供冷轧用钢卷，一般是采用地下钢卷运输链直 接由轧制线 输送 到冷轧车间。 一部分钢卷可在热轧车间剪成钢板、或纵切成窄钢卷或分卷或 平整分卷为 重量 较轻的钢卷。 热轧板带钢的主要生产方式 行星轧机 由一个或两个支持辊和围绕支持辊四周的许多行星辊（工作轧辊）组成的轧机。 支持辊为传动辊，按轧机方向旋转，行星辊除按反轧制方向“自转”外，还围绕支持辊的转动方向“公转”。 行星辊在轧制时无咬入能力，坯料须藉送料机推力送入，所以行星轧机机组包括送料机。 行星辊相继通过坯料变形区，似轧似锻周期性地压缩坯料。 虽然每个行星辊压下量很小，但每秒 内通过变形区的行星辊多达 100 对 ,所以轧制一道的压下率可达到 90%以上。 由于工作轧辊辊径很小，所以轧制压力低于同样压下率的其他轧机。 由于轧辊多次压下累积的结果，带材上出现波纹，需在平整机上平整消除，所以行星轧机机组包括平整机。 叠轧 将几层钢板叠在一起 ,用二辊轧机热轧成薄于 2mm 的薄板的工艺。 18 世纪初，西欧就开始用热叠轧法轧制小块薄钢板。 直到 20 世纪初，大部热轧薄钢板都用此法轧制。 有粗轧和精轧两工序 ,最初在单架二辊机上进行 ,以后分别在两架轧机上进行。 也有用一架三辊劳特式轧机进行粗轧，产品供 给两架二辊轧机精轧。 叠轧法可生产厚 ～，宽 750～ 1000mm，长 三辊式行星轧机和专门生产小钢坯的万能式行星轧机，并同焊管机组和连铸机配合成联 1500～ 20xxmm的热轧薄钢板，也可生产厚 2～ 4mm热轧钢板。 产品主要有屋面板、酸洗板、镀锌板、搪瓷用钢板、油桶用薄板和硅钢片；此法也可生产不锈耐酸钢板和耐热钢板等。 叠轧薄板生产规模小，投资少，建设快；轧机的结构简单，为下辊单辊传动，不用齿轮机座。 但缺点很多，高温叠轧容易产生叠层间粘结，废品量大；轧速低，热轧件薄而冷却快，又不能对轧辊进行冷 却；采用温度在 400～ 500℃的热辊轧制，使生产难于准确控制，轧辊消耗量也很大；轧辊轴承需用沥青润滑，油烟很大，污染环境。 此外，劳武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 2 动生产率低，劳动强度高，操作条件恶劣；金属切损和烧损高，产品质量和尺寸精度低。 一些工业发达国家已不再采用此法。 炉卷轧机 炉卷轧机技术，代表了当前炉卷轧机的最高新水平。 其在轧机产品中具有多重优点为一方面可以满足中厚板轧制到带钢钢卷轧制的厚度变化，另一方面又能满足不同材料的轧制需求，如低碳钢、高强度钢、不锈钢板等。 是一种产品规格变化灵活、适应性广的产品。 通过多年实践 经验的积累，北京蒂本斯可为客户提供成熟可靠的炉卷轧机，该产品在生产工艺、机械设计、液压系统、电气和自动化系统设计和制造方面，都达到了世界一流的水平。 热连轧 用连铸板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制，终轧后即经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。 20 世纪 60 年代以来由于可控硅供电电气传动及计算机自动控制等新技术的发展，液压传动、升速轧制、层流冷却等新技术的发展，热连轧发展更为迅速。 现代热连轧发 展趋势和特点是为 (1)为了提高产量而不断提高速度，加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧辊尺寸、采用快速换辊机换剪刃装置等，使轧制速度普遍超过 15～ 20m/s，甚至高达 30 m/s 以上，卷重达 45t 以上，产品厚度扩大到 ～ 25mm，年产可达 300～ 600 万吨。 但到最近，大厂追求产量的势头已见停滞，而转向节约能耗和提高质量方向发展。 （ 2）当前降低成本，提经济效益，节约能耗，提高成材率成为关键问题，为此而迅速发展开发了一系列新工艺新技术。 突出的是普遍采用连铸坯及热装和直接轧制工艺、无头轧制工艺、低温加热轧制 、热卷取箱和热轧工艺润滑及车间布置革新等。 （ 3）为了提高质量而采用高度自动化和全面计算机控制，采用各种 AGC 系统和液压控制技术，开发各种控制板形的新技术和信轧机，利用升速轧制和层流冷却以控制钢板温度与性能。 使厚度精度由过去人工控制的177。 提高到 ，终轧和卷取温度控制在177。 15℃以内。 在工业发达国家中，热连轧带钢已占板带钢总量的80%左右，占钢材总产量的 50%以上，因而在现代轧钢生产中占着统治。 薄板坯连铸连轧 SMS 公司的薄板坯连铸连轧工艺中，出连铸机的薄板坯厚度一般在 50mm 以上，这样厚的板坯不仅要增加精轧的压缩率和精轧机设备，而且由于难以热卷取而只能放长条输送保温，大大增加了输送保温的设备和操作困难，并且使板坯氧化皮损失和散热损失成倍增长。 因此，从连铸连轧工艺要求出连铸机的薄板坯厚度还应继续减小，最好小到 10～20mm，则一出连铸机便可进行热卷取 (见带卷箱保温 )，然后成卷保温输送至精轧机组轧武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 3 制成材，这样其经济效益将更为显著。 为此， MDH 公司开发的薄板坯连续铸轧技术可以铸轧出厚度在 15mm 以下的适于热卷取的板卷。 该项技术的主要特点不仅在于采用直弧式结晶器，还在于连铸的同时 可进行连续铸轧减薄。 该公司于 1987 年 9 月在杜伊斯堡 胡金根的曼内斯曼钢厂经改造后的超低压头板坯连铸机上试验该项技术成功后，连续铸轧出了各类钢种、不同规格的薄板坯。 试验生产结果表明，此项薄板坯连铸技术与最佳轧制工艺相配合，不但降低了投资与生产成本，而且使产品质量性能也大为改善，并可由连铸机直接生产合格的成品厚板。 指定产品 同类产品 本次毕业设计的指定产品是深冲用热轧板带钢，产品尺寸是 1250 L，牌号是WY08AlA,这是属于低碳铝镇静钢冷轧薄板，是汽车制造业的主要材料，同 类的产品有武钢的 WY08Al、鞍钢的 08Al 和 K08Al 等薄板，在国内应用非常广泛。 产品标准 该产品的标准使武标（热） 178和 GB521385，其中武钢的具体标准见表。 表 指定产品的执行标准 牌号 WY08A1A 产品标准 GB52138武技规（热） 178 规格（ mm） ～ *650～ 1550*C 加 热 加热 温度 (℃ ) 1200177。 30 加热 质量 同坯温差 (℃ ) 水管黑印 (℃ ) ≤ 50 ≤ 35 轧制及卷取 粗 轧 除 鳞 VSB R1 R2 入口侧 R2 出口侧 R3 R4 精 轧 除 鳞 1 2 3 奇道次 偶道次 奇道次 偶道次 ON ON ON OFF OFF ON ON ON ON ON ON 温度(℃ ) FT7:860177。 30 CT:570177。 30（ 08A1） 550177。 30 (08A1A) 冷却方式 后段冷却 厚度控制 在轧制时，两台 X测厚仪同时在线工作，如果两台测厚仪之间 的误差大于 时应及时处理 宽度 (mm) 凸度 (mm) 武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 4 精整 凸度 楔形 （ mm） ≤ 浪 高 (mm) ≤ 40 1200 ≤ ≥ 1200 ≤ 用途 该产品的用途主要是用于制造汽车板、家电和建筑行业。 武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 5 2 产品方案的确定 原料来源 本设计所有产品的原料均采用连铸坯，并且以热装热送的方式将连铸坯送到车间的坯料库。 在热状态下，合格的连铸坯经过描号后用吊车吊上保温车，每个保温车有一个保温罩，以保持坯料的温度。 流程图如下为 连铸坯 热送 板坯库存 热装 轧制 冷送 冷 装 图 轧制流程图 主要成品规格 (1) 热轧带卷为厚度为 ～ ；宽度为 500～ 1550mm；内径为 760mm；外径为 1000～ 20xxmm；重量为最大 30000kg；单位宽度重量为。 (2) 成品板材为厚度为 ～ ；宽度为 620～ 1550mm；长度为 20xx～ 120xxmm；包装重量为最大 10000kg。 板坯尺寸和技术条件 板坯尺寸 本设计所需板坯的主要技术指标见下表。 表 板坯的主要技术指标 规格 坯型 材质 厚度 (mm) 170、 2 250 连铸坯 低合金钢 宽度 (mm) 700～ 1600（ 50 近级） 连铸坯 长度 (mm) 4000～ 4800/8000～ 10000 单 倍尺 /双倍尺 尺寸 (mm) 210*1350*9500 标准板坯 板坯技术条件 普通碳素钢和低合金钢 (1) 尺寸及重量公差为厚度为177。 5mm；宽度为177。 5mm；长度为177。 30mm；弯曲度为长坯 50mm 以下，短坯 25mm 以下；重量为177。 100kg。 (2) 表面质量为板坯表面全部要经过火焰清理，之后进行检查并且要人工补充清理所有缺陷。 武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 6 (3) 标号为板坯的一个断面及该段上表面标记板坯号码，包括为厂名、炉号、年号、熔炼号、罐号、连铸坯区别号、顺序号、切断号。 钢种、钢号以及相应标 准 表 钢种、钢号及相应标准 钢种 钢号 技术标准 屈服应力b 优质碳素钢（沸） 08F GB71088 375N/ mm2 优质碳素钢（镇） 0 08AI GB71188 普碳钢（沸） Q195F GB91289 普碳钢（镇） Q195 GB327488 优质碳钢（镇） 1 20 GB71088 GB71188 375～ 512N/ mm2 普碳钢（镇） Q19 Q21 Q235 GB91289 普碳钢（ 沸） Q195F、 Q215F、 Q235F GB327488 普通低合金钢 16Mn GB91289 512～ 641N/ mm2 Q245 GB327488 汽车大梁钢 T52L、 T52 武标（热） 287 本设计中产品的厚度范围是 ～。 产量及金属平衡 金属平衡表 表 金属平衡表 序号 机组名称 板坯 成品率 热轧钢卷 成品 1 1700 热轧带钢轧机 4046435 97． 5 3925041 2 2 号横剪机组 93． 0 805037 748684 3 3 号横剪机组 93． 0 562265 522906 4 平整分卷机组 98． 0 797887 781929 5 纵剪机组 92． 0 264647 243475 6 1700 冷连轧机 1615335 1615337 合计 4046435 3925041 3902331 板坯需求量 年需板坯量为 4046435 吨。 武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计 7 3 轧机的组成和布置 确定轧机组成的原则 轧机的选择主要的依据是生产的钢材品种、生产的规模的大小以及由此确定的工艺过程。 在本设计中，轧机的选择主要是确定轧机的结构形式、主要参数以及它们的布置形式。 选择轧机时一般要考虑以下原则为 (1) 在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； (2) 有较高的生产率和设备利用系数； (3) 有利于机械化、自动化的实现，有助于工人劳动条件的改善； (4) 保证获得高质量的产品； (5) 轧机结构形式先进合理、制造容易、操作简单、维修方便； (6) 各种备件更换容易，易于实现标准化； (7) 有良好的技术经济条件。 车间布置形式 轧钢车间布置形式可以分为以下几种 为顺列式、往复并列式以及分列式。 其中顺列布置形式的特点是运输线路短，布置紧凑，仓库可以共用，节约厂房面积，并且有利于今后的发展。 当厂房长度受到限制而成品车间又少时，则采用往复并列式布置。 至于分列式布置形式往往是车间改造后被迫形成的，一般不采用这种布置形式。 所以，本设计的车间布置形式采用顺列式车间布置。 加热炉的选择 在选定轧机的形式为高产热连轧带钢轧机后，就要选择与其配备的加热炉了。 现在的加热炉主要有以下两种为步进式加热炉和推钢式加热炉。 它们各有优缺点，见下表。 表。